[ARTIGO] Uma resenha sobre "Novos Lançadores para Sistemas de Pequenos Satélites"
Olá, Leitora! Olá, Leitor!
Um dos nomes de referência do setor espacial que acompanhamos constantemenete, principalmente na temática de smallsats (pequenos satélites) e small launchers (pequenos lançadores), é o Dr. Carlos Niederstrasse. Foi através dos estudos dele ("Small Launch Vehicles: A 2018 State of the Industry Survey", (veja aqui)) que avaliamos os projetos de alguns veículos suborbitais e lançadores da empresas selecionadas para operar do Centro de Lançamento de Alcântara, comforme a nossa matéria "O anuncio das empresas selecionadas para operar em Alcântara e o provável primeiro lançamento a partir do CLA", de 05 de maio de 2021 (veja aqui).
Ainda que a nossa aposta, àquela época, no veículo lançador da Virgin Orbit tenha dado errado, após a falência da referida empresa, a partir dos estudos do Dr. Niederstrasse, foi possível trazer as informações para as(os) leitoras(es) do BS de quão incipientes e duvidosos se encontravam os projetos das demais selecionadas, em termos de nível de maturidade tecnológica (TRL - Technology Readnes Level) e de evoloção (ou não) dos projetos, dos quais, até o presente momento, nenhum veículo (suborbital ou portador) foi lançado do Centro de Lançamento de Alcântara - CLA, exceto o da InnoSpace que, na verdade substituiu a nebulosa e finada "Hyperion".
Em um artigo de 2020, "New Launchers for Small Satellite Systems" (Novos Lançadores para Sistemas de Pequenos Satélites) de Niederstrasser e co-autoria de Scott Madry, publicado pela Springer Nature Switzerland AG em 2020 (aqui), os autores abordam as novas opções de lançamento para pequenos satélites, destacando a crescente demanda e inovação nesse setor.
O artigo, cuja resenha apresentamos a seguir, fornece uma visão detalhada dos desafios e oportunidades no mercado de lançamentos para pequenos satélites, explorando as tendências tecnológicas, econômicas e regulatórias que moldam este campo dinâmico e em rápida evolução, motivo pelo qual compartilhamos a presente resenha com vocês, reforçando que a leitura do artigo original é fundamental para uma compreensão mais detalhada do assunto.
Novos Lançadores para Sistemas de Pequenos Satélites
Introdução
Os autores destacam que a revolução dos pequenos satélites, também conhecidos como smallsats, criou uma necessidade urgente de capacidades adicionais de lançamento para diversos pequenos satélites, que variam de CubeSats de 1-U até satélites maiores de até 500 kg*. Este mercado é caracterizado pela diversidade não apenas nos tipos de satélites e organizações que os constroem, mas também nas grandes constelações que exigem centenas ou milhares de lançamentos. Apesar da visibilidade e da atenção que o mercado de lançamentos recebe, ele representa apenas uma pequena fração do setor espacial global. Em 2015, o mercado de lançamentos foi avaliado em US$ 5,1 bilhões, que é apenas um terço do mercado de fabricação de satélites.
Novas Opções de Lançamento para Pequenos Satélites
Os autores apresentam o crescimento explosivo do mercado de smallsats, com um aumento de 23% entre 2009 e 2018. Em 2018, 322 satélites foram colocados em órbita em 44 lançamentos individuais. Interessantemente, os smallsats representaram 69% desses lançamentos, mas apenas 4% da massa total lançada. Essa tendência é impulsionada por constelações comerciais de satélites e por programas governamentais, como o Horizon 2020 da União Europeia e o DARPA Launch Challenge dos EUA.
A Segunda Revolução dos Pequenos Lançadores
O trabalho destaca a segunda revolução dos pequenos lançadores, caracterizada por aproximadamente 80 novas constelações de pequenos satélites, que são propostas para uma variedade de serviços comerciais. Estes incluem sistemas de telecomunicações, Internet das Coisas (IoT), sensoriamento remoto e análise de dados. A demanda por lançamentos aumentou, levando ao desenvolvimento de diversos novos veículos de lançamento voltados especificamente para pequenos satélites.
Novos Veículos de Lançamento
Os autores mencionam que hoje existem mais de 140 entidades em todo o mundo desenvolvendo novos veículos de lançamento para pequenos satélites. Muitos desses novos lançadores são impulsionados por objetivos puramente comerciais, com visões de lançar centenas, senão milhares, de satélites a cada ano. Governos também estão incentivando esta tendência com programas como o DARPA Launch Challenge e o NASA Venture Class Launch Services. A busca por métodos de lançamento inovadores inclui sistemas lançados de plataformas aéreas, balões estratosféricos e conceitos baseados em energia cinética, como canhões eletromagnéticos.
Desenvolvimento de Projetos
O artigo explora o desenvolvimento de novos veículos de lançamento como um campo competitivo e inovador. A manufatura aditiva, ou impressão 3D, está sendo amplamente utilizada, permitindo a produção de motores e componentes de foguetes com menos partes móveis, aumentando a confiabilidade e reduzindo os custos. Empresas como a Relativity Space estão levando isso ao extremo, imprimindo em 3D quase todo o foguete. Novos propelentes, mais seguros e ambientalmente amigáveis, também estão sendo explorados.
Desempenho e Custo
Os autores discutem que os novos veículos de lançamento para pequenos satélites variam amplamente em termos de capacidades de carga útil, que vão de 150 kg a 1500 kg para a órbita baixa da Terra (LEO). O custo por quilograma para esses novos lançadores está na faixa de $20k/kg a $40k/kg, significativamente mais alto que o custo por quilograma de lançadores maiores como o Falcon 9 reutilizável, que é $2.7k/kg. A vantagem principal dos lançadores dedicados é a flexibilidade operacional, permitindo que os pequenos satélites sejam a carga útil principal e tenham mais controle sobre os requisitos operacionais.
O Financiamento da Revolução
O artigo destaca que o financiamento para novos desenvolvimentos de foguetes tem sido abundante e variado. Nos últimos 10 anos, entre $1.5 bilhões e $2.5 bilhões foram investidos na indústria de pequenos lançadores. As fontes de financiamento incluem governos nacionais, capital de risco, fundos de desenvolvimento governamentais locais e investimentos privados de bilionários. Empresas como a Rocket Lab levantaram centenas de milhões de dólares para desenvolver seus sistemas de lançamento.
Conclusão
Os autores concluem que a revolução dos pequenos satélites criou uma forte demanda por novos sistemas de lançamento especificamente projetados para cargas menores. A previsão é de um crescimento significativo no mercado de serviços de lançamento de pequenos satélites nos próximos anos, com uma mistura de novos e existentes provedores de lançamento. Contudo, muitos dos novos entrantes não sobreviverão para ver seu primeiro lançamento devido aos desafios técnicos e financeiros. O futuro dos lançadores de pequenos satélites permanece incerto, e uma imagem mais clara deve emergir na próxima década.
Sobre os autores
Editor do Brazilian Space
Muito bom postar artigos com mais frequência
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